矿井水文地质类型划分研究

第42卷第31期山西建筑Vol.42No.31
2 0 1 6 年 1 1 月SHANXI ARCHITECTURE Nov.2016 •101 •文章编号：1009-6825 (2016)31-0101-02
矿井水文地质类型划分研究
杜竹林琪
(山西省煤炭地质水文勘查研究院，山西太原030006)
摘要:结合某矿井的水文地质条件，分析了该矿井含水层、隔水层、充水条件、水力联系等情况，研究了其水文地质特征及矿井防 治水工作，并根据相关规定，对矿井水文地质类型进行划分，指出该矿井水文地质类型属于中等类型，但亦应加强探放水以及水文 地质观测工作,保证矿井生产的安全进行。

关键词:矿井,水文地质条件，涌水量,防治水
中图分类号:P694
〇引言
我国作为典型的多煤、少油、少气国家之一，长期以来煤炭一 直是推动国家现代化发展的基础能源，根据相关资料统计煤炭在 我国能源使用总占比中达50%以上。

但是我国煤炭资源的广泛
分布也使得煤矿水文地质条件复杂多变，类型繁多的矿井水文地 质灾害成为威胁井下生产作业安全的主要因素之一。

鉴于各个 矿区水文地质状况的千变万化，如何实现矿区水文地质环境的有 效勘测，成为指导生产作业防治水，保障回采安全的关键所在。

目前我国针对矿井水文地质类型的划分标准早已制定多年，并先 后经历了多次的修订完善，但在现阶段各大矿区水文地质类型划 分作业中，部分指标存在工程师个人界定明显的现象，导致最终 判定结果客观性不足，鉴于此进一步针对矿井水文地质类型划分 展开分析研究，进一步细分相关评判标准，便成为后续相关研究 的重中之重。

1工程概述
某矿井井田位于一丘陵地带，整体地势东南高西北低，且有
明显的地势起伏。

区域内有河流穿过井田，地区气候属于北温带 半湿润季风区。

根据已有的地质勘探资料得到，井田范围内地质
构造较为简单，地层整体呈向斜构造，局部有小的短轴褶曲分布。

矿区范围内有3组含煤地层，分别为太原组和山西组;煤层产状 较为稳定，平均厚度在6.12 m。

目前，-505水平和-850水平基 本已开采完毕，现阶段主采3号煤层。

根据已完成水平的开采经 验，3号煤层可能造成顶底板突水影响，水量预计在3 m3/h ~ 8 m3/h,但由于上两个水平开采中的探放作用，-1 030 m水平开 采水量不大,且受地表水影响较小，因此，矿井水文地质条件亦属 于简单型。

2矿井水文地质条件
2.1 水文地质概况文献标识码:A
的主要隔水层有5组，其分别为第四系下部岩层、石盒子组、下二 叠统黑山段岩层、山西组与三灰岩之间隔水层以及17号煤与奥 灰水之间的隔水层组。

井田所属煤系地层中，寒武系灰岩在地表 有较大面积的出露，地表水源会通过其向地下渗人，并通过断层 向其他含水层进行水源补给。

同时，由于第四系下部隔水层厚度 不一，加上工程扰动等因素使得其隔水性有差别，部分第四系水 会发生下渗。

而地下水的排泄主要是泉水涌出和地下水抽排，近 几年由于地下水开采强度增加，人工排泄逐渐成为区域地下水的 主要排泄途径。

表1矿井主要含水层及其特性
含水层特性描述
第四系砂砾层由粘土和砂'碌组成，下部岩层结构致密，透水性较差；与基岩层之 间存在一粘土层，起到一定阻水作用
下侏罗统砂岩
厚度大，岩体中裂隙较为发育;裂隙发育不均匀，岩层富水性有明
显差异，整体富水性中等
上组煤直接
充水含水层
包含上组煤顶底板及石灰岩含水层，以静储量为主
下组煤开采
充水含水层
充水水源主要为石灰岩岩落裂隙含水层，空间相对较小，富水性较低2.2矿井充水因素
井田周围并不存在老窑积水，且矿井生产采用条带式开采，故矿井在未来一定时期内不会受老窑、老空积水影响。

煤层直接 充水层有3组，分别为煤层顶底板砂岩裂隙含水层以及太原组三 灰岩溶裂隙含水层。

矿井的充水通道有多种，包括断层、采动裂 隙、封闭不良的钻孔以及岩溶陷落柱等，不同形式的导水通道的 导水性存在差异。

受开采条件的影响，断层、采动裂隙以及封闭 不良的钻孔的导水性较弱，对采掘活动的影响较小，但仍需做好 探查与预防工作。

现阶段对井田内陷落柱探测程度不够，其是矿 井生产主要的安全隐患。

3矿井水文地质特征
3.1 矿井涌水量
井田范围内的含水层主要有4层，其充水特性见表1。

矿井
Inquiry on civil engineering construction on the basis of bored pile construction technology
Gao Min
(Tunlan Coal Preparation Plant, Xishan Coal Power( Group) Co., Ltd, Taiyuan 030206, China)
Abstract：Starting from two aspects of d rillin g and hole-cleaning,the paper introduces bored pile construction methods in c iv il engineering,ex­plores bored pile construction quality control measures,and summarizes steel framework and concrete casting points,w ith a view to effectively im­
prove the foundation bearing capacity and to guarantee the building engineering quality as w e ll.
Key words：bored p ile,concrete,steel fram ework,quality control
收稿日期=2016-08-25
作者简介:杜竹林琪（1984-)，女，助理工程师
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20 1 6年1 1月
山西建筑
经过3号煤层初期投产实验得到，矿井涌水量以顶板涌水为 主，其他还包括底板砂岩涌水和三灰涌水，其中三灰涌水量所占比 重最小。

工作面布置采用条带式布置，巷道掘进会穿过三灰含水 层,形成补水通道，需重点考虑三灰涌水情况。

下阶段所开采33 采区水文地质条件与初期较为类似，而其煤层开采埋深较大，以就 高不就低的原则，预计矿井的正常涌水量为208.7 m3/h，最大值为 292.20 m3/h。

根据以往开采经验得出，三灰含水层富水性极不均 匀，遇到断层构造其涌水量可能突然增加；同时，以往三灰含水层 揭露时，涌水主要为静储量，但初期涌水量较大，需做好预防和探 放水工作。

3.2采掘活动受水害影响
矿井开采过程中发生过不同规模的突水现象,包括顶板砂岩 突水、底板砂岩裂隙含水层突水以及三会岩溶突水。

根据历次突 水数据得到，矿井年平均正常涌水量在79. 05 m3/h，最大用水量 为143.2 m3/h。

抽水实验结果显示，3号煤顶底板和三灰含水层 的单位涌水量分别为〇.72 x10 _3L/( s .m)，0.016 L/( s .m),突 水点不超过60 m3/h。

同时，对煤层地下水水质进行检测,得出该 水平地下水矿化程度较低，水流并不通畅，这也说明3号煤层地 下水主要为静储量，或地下水补给条件不良。

现阶段主采煤层埋深超过1 〇〇〇m,且上水平抽放采空区积 水较为彻底，因此，本煤层开采受老窑积水影响程度较低。

但由 于煤层回采采用条带式开采,工作面沿着倾向布置，在回采下部 采区时可能存在一定积水。

而根据密闭观测孔观测得出，孔内并 未出现涌水，积水空间与水量十分有限，故不会对生产造成影响，矿井开采受水害影响程度中等。

3.3防治水难易程度
3号煤层顶底板条件良好，地下水经上两个水平探放，本煤层 顶底板水量较小，故不会对煤层开采较大造成较大的影响。

但需 注意，在工作面推进断层的过程中，需要做好断层破碎带的抽排 疏防工作，由于断层带与上部采空区有一定的导通性，故其工作 量较大。

而由于上方采空区积水排放较为彻底，3号煤层中断层 导水性并不强。

同时，现有勘探技术较为先进，故工作面过断层 不会造成较大影响。

对于封闭不良钻孔，在采掘过程中接近时需要圈定探水线，并做好相应的探水作业，整体任务量较小。

而对于开采过程中揭 露的陷落柱，其全貌并未完全揭露,但已揭露的情况显示并未对 安全开采造成较大影响，需要在后期对其发育规律进行进一步研 究。

在特殊情况下，可采取综合物探技术对其进行勘探，保障矿 井安全生产。

综合分析得到，矿井防治水难度不大，易于开展防 治水工作，防治水难度属于中等。

4矿井水文地质类型划分
按照煤矿防治水规定，结合上述分析结果，对该矿井水文地质类型进行划分如下：
1) 矿井现阶段主采煤层有3层,且煤层顶底板均为含水层，包括顶底板的砂岩和灰岩岩溶裂隙含水层。

经初期水文地质勘
察以及生产揭露验证，井田范围内的含水层均为弱含水层，水源
补给条件较差。

顶底板含水层和三灰岩溶裂隙含水层的单位涌
水量分别为〇.〇〇〇723 17(8.111)，0.015 68 17(8.111),均不超过
0.1 L/(S*m),因此，判定此项属于简单类型。

2) 矿井生产开采还受到老窑积水的影响，包括-850 m水平 以下的采空区积水和周边老窑水(含水量最大的为单家村矿采空
区积水），但此积水水量有限，且位置、范围、产状等都已探明，因
此判定老窑积水项属于中等。

3) 结合矿井勘探结果，通过矿井涌水量计算，得到矿井预计 的正常涌水量在208.8 m3/h，最大值不超过292. 20 m3/h，此项属
于简单类型。

4)根据矿井揭露的现有突水点数据情况分析，矿井最大突 水量为58.86 m3/h,不超过60 m3/h,矿井突水点情况属于简单
类型。

5) 矿井自建井到投产阶段，所揭露的陷落柱仅有一处。

但由 于此陷落柱位置较为特殊，可能会对矿井正常生产造成影响。

因
此，判定属于中等型。

6) 矿井防治水工作难度较小，但由于矿井水文地质条件较为 复杂，因此，矿井防治水属于中等。

综上分析可知，在矿井煤炭开采过程中，除第一、第三和第四
项属于简单型，其余均为中等型。

以最高等级来衡量矿井水文地
质类型，综合确定本矿属于水文地质类型中等矿井。

5结语
虽然3号煤层水文地质条件为简单型，且井田范围内的地质
构造富水性及导水性较弱，但煤层开采中仍有遭受水害的可能。

因此，在煤层开采中仍需要加强探放水工作，同时做好矿井用水
的实时监测与数据分析工作，避免矿井水患的出现，保障矿井生
产的安全进行。

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On hydrological classification of mines
Du Zhulinqi
(Shanxi Coal Geological and Hydrological Survey and Research Institute,Taiyuan030006, China)
Abstract:Combining with the geological and hydrological conditions of some m ines,the paper analyzes the circumstances at water-bearing stra-tum s,water-resisting stratum,water-filled condition,and hydropower,researches its hydrological and geological conditions and water prevention in m ines,classifies the hydrological and geological types of the mine according to related regulations,and points out the hydrological and geolog­ical type of the mine belongs to the m edium,but it is necessary to enhance the water exploration,hydrological and geological w o rk,and ensure the safety of the mine production.
Key words：m ine,hydrological and geological conditions,water in flo w,prevention water。